我國(guó)生物醫(yī)學(xué)3D打印前景廣闊 3D打印生物材料最具發(fā)展前景

 在醫(yī)療領(lǐng)域未來(lái)發(fā)展中，最具有想象空間是3D生物打印技術(shù)，可以“打印”出功能性的人體器官。它利用干細(xì)胞為材料，按3D成型技術(shù)進(jìn)行制造。一旦細(xì)胞正確著位，便可以生長(zhǎng)成器官，“打印”的新生組織會(huì)形成自給的血管和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

生物醫(yī)用材料的發(fā)展和應(yīng)用對(duì)當(dāng)代醫(yī)療技術(shù)的革新、降低醫(yī)療費(fèi)用和促進(jìn)醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展具有引導(dǎo)作用。不僅使疾病得以早期發(fā)現(xiàn)和有效治療，顯著降低心血管病、癌癥、創(chuàng)傷及其他疾病的死亡率，延長(zhǎng)了壽命，增進(jìn)了健康，同時(shí)可大幅度降低醫(yī)療費(fèi)用，這對(duì)于個(gè)人醫(yī)療費(fèi)用的負(fù)擔(dān)超過(guò)60%以上的中國(guó)來(lái)說(shuō)，顯得更加重要。

我國(guó)的生物醫(yī)用材料自1960年代開(kāi)始應(yīng)用于臨床，到上世紀(jì)末大量使用，呈迅猛發(fā)展的態(tài)勢(shì)。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2015-2020年中國(guó)生物材料行業(yè)市場(chǎng)前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示，2008年我國(guó)生物材料行業(yè)總產(chǎn)值較2006年同期相比增長(zhǎng)15%，產(chǎn)值超過(guò)億元的企業(yè)有四五十家。以生物材料行業(yè)約占醫(yī)療器械市場(chǎng)的40%的比例估算，2013年我國(guó)生物材料行業(yè)實(shí)現(xiàn)總產(chǎn)值708.30億元，實(shí)際數(shù)據(jù)高于此值。

圖表1：2008-2013年我國(guó)生物材料行業(yè)規(guī)模估算（單位：億元，%）

資料來(lái)源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理

生物材料在3D打印中的應(yīng)用可以分為三個(gè)層次：假體的制造，細(xì)胞三維間接組裝制造，細(xì)胞三維的直接制造。

體外假體是一種結(jié)構(gòu)，它是從結(jié)構(gòu)解剖學(xué)上的數(shù)據(jù)取下來(lái)，把這個(gè)數(shù)據(jù)通過(guò)我們的快速成形3D打印的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)變成文件，我們就可以操縱機(jī)器，它不植入體內(nèi)，因而不需要生物的相容性，用以做輔助手術(shù)、手術(shù)的規(guī)劃等。

組織工程就是要做成一個(gè)支架，或者叫它基質(zhì)，這個(gè)中心很復(fù)雜，多孔性，帶有梯度的結(jié)構(gòu)，材料的梯度和結(jié)構(gòu)的梯度不是均值的，最后這個(gè)細(xì)胞在身體里降解消失掉，細(xì)胞占據(jù)的位置就成了一個(gè)軀干的部分，雖然很早就開(kāi)始有組織工程，但是跟3D打印結(jié)合之后，它得到一個(gè)很大的動(dòng)力，因?yàn)槟軌蜃龀龊芫艿挠胁牧咸荻?、由結(jié)構(gòu)梯度的支架，設(shè)計(jì)以后制造用3D打印來(lái)做，誘導(dǎo)培育細(xì)胞，之后降解。所以，生物材料的3D打印是組織工程、載體支架和基質(zhì)結(jié)構(gòu)制造的最佳制造方法。

細(xì)胞三維的直接制造是指把含有生命的比如說(shuō)細(xì)胞，把它跟材料混合之后，用3D打印出來(lái)。

目前，中國(guó)人體器官的市場(chǎng)需求更大，1：100——這是我國(guó)目前器官移植中“供體”與“患者”的比例。我國(guó)每年進(jìn)行腎移植3000余例，而需求者達(dá)30萬(wàn)。強(qiáng)大的市場(chǎng)需求將促進(jìn)3D打印生物材料的發(fā)展。